TP19 Chapitre 8 Thomas Pesquet attend son
ravitaillement
Objectifs : - Comprendre la gravitation et ses conséquences sur le mouvement d’un astre ou d’un
satellite.
- Utilisation du logiciel Satellite
Thomas Pesquet (https://fr.wikipedia.org/wiki/Thomas_Pesquet) a passé 6 mois dans la station orbitale
ISS (du 17 novembre 2016 au 02 juin 2017). Ce voyage n’est possible que parce que la station orbitale est
régulièrement ravitaillée.
Ton travail consiste à étudier quelques contraintes techniques de ces
ravitaillements
Pour cela tu devras
- comprendre les conditions nécessaires à la mise en orbite d’un satellite
- les paramètres influençant la trajectoire d’un satellite
Partie 1 : Quel est le mouvement d’un satellite ?
En t’aidant du logiciel satellite, réponds aux 2 questions :
Question 1 : Peut-on mettre un satellite en orbite circulaire depuis la Terre ?
Pour cela réalise les activités ci-dessous
Possibilité 1 : Lancement d’un satellite à partir de la Terre avec une
vitesse de lancement radiale (selon le rayon terrestre)
- Choisis l’échelle suivante : 1 carreau = 500 km.
- Place le satellite à la surface de la Terre tel que : Xinitial = 0 km et
Yinitial = 6380 km.
- Choisis uniquement une vitesse verticale V0Y (inférieure à 8000 m.s-1
)
- Réalise plusieurs lancements avec des vitesses différentes.
- Note le mouvement du satellite.
Possibilité 2 : Lancement d’un satellite à partir de la Terre avec une
vitesse de lancement non verticale
- Change l’échelle : 1 carreau = 10 000 km
- Modifie les valeurs de V0Y et V0X pour avoir une vitesse initiale V0
inclinée par rapport à la verticale depuis la même position de
lancement.
- Réalise plusieurs lancements avec des vitesses différentes.
Possibilité 3 : Lancement à partir de l’espace
Le satellite S, une fois en dehors de l’atmosphère, est lancé
perpendiculairement au rayon (TS) avec une vitesse V0
- Choisis une distance de départ autour de 30 000 km du centre de la
Terre (Xinitial = 0 et Yinitial = 30 000 km)
- Choisis le nombre de points affichés (= 100).
- Sélectionne ajuster à un jour dans l’onglet chrono
- Réalise 5 tests de lancer pour V0X = 0 m.s-1
, V0X = 1 000 m.s-1
, V0X =
3000 m.s-1
, V0X =3650 m.s-1
et V0x = 10 000 m.s-1
(en choisissant V0Y
= 0 m.s-1
)
- Choisis (Xinitial = 0 et Yinitial = 40000 km) et cherche la vitesse
horizontale de lancement pour que le satellite se mette en orbite
circulaire autour de la Terre.
Question 2 : Conclus en répondant à la question comment mettre un satellite en orbite circulaire ?
Donne une explication aux différents mouvements observés.
Partie 2 : Ravitaillement de la station ISS
En tant qu’ingénieur de l’ISS, les dirigeants de la capsule Cygnus te demande un compte rendu
présentant les deux paramètres à surveiller lors d’un ravitaillement.
Pour cela tu devras trouver ces paramètres et conclure après avoir testé leur influence sur la trajectoire de
la station ISS.
Document 1 : Présentation de l’ISS
La Station Spatiale Internationale (en anglais
International Space Station ou ISS) est une station spatiale
placée en orbite terrestre basse, occupée en permanence
par un équipage international qui se consacre à la
recherche scientifique dans l'environnement spatial. Ce
programme, lancé et piloté par la NASA, est développé
conjointement avec l'agence spatiale fédérale russe (FKA),
avec la participation des agences spatiales européenne,
japonaise et canadienne.
D’après Wikipédia
Document 2 : Caractéristiques de l’ISS
Organisation : NASA, Roscosmos, JAXA, ESA, …
Domaine : Biologie, cosmologie, astronomie, …
Type de mission : Station spatiale
Masse : 420 tonnes
Lancement : 1998
Orbite : Orbite terrestre basse
Dimension : Longueur L = 110 m
Largeur l = 73 m
Document 3 : Extrait d’articles Sciences et
Avenir
« 1600 kg de ravitaillement sont attendus par les
astronautes de l'ISS. Ils sont dans la capsule Cygnus
lancée le 13 juillet, et qui doit arriver mercredi sur
la Station spatiale internationale. »
https://www.sciencesetavenir.fr/espace/1-600-kgde-ravitaillement-attendus-par-les-astronautes-del-iss_34174
Capsule motorisée apportant le ravitaillemen